Các bài toán về hằng số cân bằng

Bài viết Công thức tính hằng số cân bằng hay nhất, chi tiết với bài tập minh họa có lời giải sẽ giúp học sinh nắm vững Công thức tính hằng số cân bằng từ đó biết cách làm bài tập về tính hằng số cân bằng.

Công thức tính hằng số cân bằng hay nhất

Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Vậy đại lượng nào đặc trưng cho cân bằng hóa học? Tính đại lượng đó như thế nào? Để biết được đáp án, các em không thể bỏ qua bài viết này.

1. Công thức tính hằng số cân bằng

Xét phản ứng thuận nghịch sau:

aA + bB ⇄ cC + dD

A, B, C, D là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch.

Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:

Các bài toán về hằng số cân bằng

Trong đó:

Kc là hằng số cân bằng

[A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của A, B, C, D

a, b, c, d là các hệ số trong phương trình hóa học cân bằng.

2. Bạn nên biết

- Tại trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không đổi.

- Hằng số cân bằng Kc xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

- Hằng số cân bằng là đại lượng không thứ nguyên (không có đơn vị).

3. Mở rộng

Xét cân bằng trong hệ dị thể

Xét hệ cân bằng sau :

C(r) + CO₂ (k) ⇄ 2CO (k)

Nồng độ của chất rắn được coi là hằng số, nên nó không có mặt trong biểu thức hằng số cân bằng K. Đối với cân bằng trên ta có :

Các bài toán về hằng số cân bằng

Các bài toán về hằng số cân bằng

4. Ví dụ minh họa

Câu 1: Cho phản ứng sau: H2(k) + I2(k) ⇄ 2HI(k)

Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430 như sau: [H2]=[I2]=0,107M; [HI]=0,768M. Hằng số cân bằng KC của phản ứng ở 430 là:

  1. 51,96
  1. 53,96
  1. 51,52
  1. 50,34

Hướng dẫn

Các bài toán về hằng số cân bằng

Đáp án C

Câu 2: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở , H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng Kc ở của phản ứng có giá trị là:

  1. 2,500
  1. 3,125
  1. 0,609
  1. 0,500

Hướng dẫn

Ta có: 3H3 + N2 ⇄ 2NH3 (1).

Gọi a là [N2] phản ứng.

Vậy theo phản ứng (1): [H2] phản ứng là 3a; [NH3] phản ứng là 2a.

Khi đạt đến trạng thái cân bằng: [N2] = 0,3 – a, [H2] = 0,7 – 3a

Để đơn giản ta xét 1 lít hỗn hợp.

Sau khi phản ứng đạt cân bằng: 0,3 – a + 0,7 – 3a + 2a = 1 – 2a

Mặt khác %VH2=

Các bài toán về hằng số cân bằng
\=0,5 -> a= 0,1 mol

Khi đạt cân bằng [N2] = 0,3 – 0,1 = 0,2 (M)

[H2] = 0,7 – 0,3 = 0,4 (M)

[NH3] = 0,2 (M).

Các bài toán về hằng số cân bằng

Đáp án B

Câu 3: Cho biết phản ứng sau: H₂O(k) + CO(k) ⇄ H₂(k) + CO₂(k)

Cho ở 700°C hằng số cân bằng Kc = 1,873. Tính nồng độ H2O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu gồm 0,300 mol H2O và 0,300 mol CO trong bình 10 lít ở 700°C.

Nồng độ ban đầu của SO2 và O2 tương ứng là 4 mol/L và 2 mol/L. Khi cân bằng, có 80% SO2 đã phản ứng, hằng số cân bằng của phản ứng là

  • A 40
  • B 30
  • C 20
  • D 10

Đáp án: A

Phương pháp giải:

2SO2 + O2 \(\overset {} \leftrightarrows \) 2SO3

Công thức tính hằng số CB: Kc = [SO3]2 / ([SO2]2.[O2])

Lời giải chi tiết:

Xét cân bằng: 2SO2 + O2 \(\overset {} \leftrightarrows \) 2SO3

Ban đầu 4 2

Phản ứng 3,2 1,6

Cân bằng 0,8 0,4 3,2

\=> Kc = [SO3]2 / ([SO2]2.[O2]) = 40

Đáp án A

Đáp án - Lời giải